-
Kolben- und schwimmerloser Druckwasserakkumulator mit Druckluftbelastung
Die Erfindung bezieht sich auf einen kolben- und schwimmerlosen Druckwasserakkumulator
mit Druckluftbelastung und einem von der Akkumulatorflüssigkeit in einem vom Akkumulatorgefäß
abgezweigten und mit diesem über eine untere und reine obere Verbindungsleitung
kommunizierenden Rohr gesteuerten, elektrische Stromkreise beeinflussenden Schwimmer,
der, verbunden mit seiner nichtmagnetischen senkrechten Stange o. dgl., in einen
geschlossenen rohrartigen Fortsatz des Rohres hineinragt und mittels eines am Ende
dieser Stange befestigten Eisenkenies die Magnetfejder mehrerer, von dem rohrartigen
Fortsatz getragener elektromagnetischer Antriebsvorrichtungen für die Schalter der
Stromkreise beeinflußt. Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung, die es @ermöglicht,
mit einem erheblich geringeren Hub der die elektromagnetischen Antriebsvorrichtungen
beeinflussenden Steuerstange auszukommen. Es ist an sich bekannt, eine Verkleinerung
der Wege des Steuerkörpers dadurch herbeizuführen, daß eine besondere elektrisch
leitende und selbst als Steuermittel dieniende Steuerflüssigkeit, die schwerer als
Wasser ist, die Scbaltvorgänge des Akkumulators auslöst. Diese Anordnung erscheint
insofern nachteilig, als die schwerere Steuerflüssigkeit ständig mit dem Luftraum
einerseits und dem Wasserraum andererseits in Verbindung steht, so daß das Zusammendrücken
der Luftsäule über der Steuerflüssigkeit nicht etwa durch die Steuerflüssigkeit
selbst, sondern durch das Steigen der Flüssigkeit im Wasserbehälter erzielt wird,
wobiei lediglich das auf der Steuerflüssigkeit ruhende Gewicht der Wassersäule diese
bei steigendem Wasserspiegel höher treibt, und zwar im Verhältnis der spezifischen
Gewichte zueinander. Der Hub ist mithin lediglich von dem auf der Steuerflüssigkeit
stehenden Gewicht der Wassersäule abhängig, also unabhängig vom Flüssigkeitsdruck,
so daß dieser, beispielsweise infolge Erwärmung der Druckluft, eine Steigerung .erfahren
kann, die gefährlich für den Betrieb werden kann. Dazu kommt, daß die Verwendung
einer hesonderen Steuerflüssigkeit schon allein wegen der damit erforderlichen besonderen
Wartung unzweckmäßig erscheint, insbesondere wenn diese Steuerflüssigkeit noch elektrisch
leitend ist, so daß die gesamte Vorrichtung unter Strom stehen muß. Hierdurch können
leicht Zersetzungen des Wassers und damit Schädigungen im Betrieb .auftreten.
-
Demgegenüber wird bei dem Erfindungsgegenstand in an sich bekannter
Weise zur Steuerung Wasser verwendet, wie -es sich im Akkumulator selbst befindet.
Der geringere Schwimmerhub wird dadurch erzeugt, daß das den Schwimmer enthaltende
Rohr nur mit dem unteren Teil des Akkumulators über die beiden Verbindungsleitungen,
die zwischen den beiden unteren Enden und unterhalb der beiden oberen Enden des
Akkumulatorgefäßes und des Schwimmerrohres angeordnet sind, in Verbindung steht,
so daß
nur zwischen diesen beiden Leitungen die den Schwimmer tragende
Wassersäule gleichzeitig mit der Wassersäule im Akkumulator steigt und fällt, während,
wenn die Wassersäule im Akkumulator über die höchste Verbirf= dungsleitung zwischen
Akkumulator und Rohr steigt, die Wassersäule im Schwimmerrohr nur noch im Verhältnis
der Luftverdichtungen oberhalb der beiden Wassersäulen sich bewegt und der Schwimmerhub
in diesem Verhältnis verkürzt ist.
-
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung in einem senkrechten
Querschnitt dargestellt.
-
Mit dem Akkumulator i ist das den Schwimmer enthaltende Rohr 2 nur
im unteren Teil des Akkumulators durch die Leitungen 8 und 9 in kommunizierende
Verbindungen gesetzt. Um eine genügende Luftmenge im Schwimmerrohr 2 zu sichern,
ist das letztere im oberen Teil erheblich weiter als im unteren Teil gehalten. Das
Schwimmerrohr 2 kann aber auch zylindrisch und mit einer am Kopf angeschlossenen
Luftflasche ausgestattet sein.
-
Der Schwimmer 3 ragt mit einer nichtmagnetischen und im Eisenkern
5 endenden Stange in einen Rohrfortsatz 6 hinein, umden in den durch den Schwimmerhub
bestimmten Abständen Magnetspulen 7 angebrdnet sind, die dauernd vom Strom durchflossen
werden und in deren Einwirkungsbereich die nicht dargestellten üblichen Schalter
der Stromkreise angeordnet sind, welche die ebenfalls nicht dargestellten bekannten
Einstellmittel für die Wasserzu- und -abflußleitungen und für die Förderpumpe lenthalten.
Jedesmal, wenn der Eisenkern 5 der Stange 4 in eine der Spulen 7 :eintritt, wird
der zugehörige Schalter je nach der Zweckbestimmung des entsprechenden Stromkreises
durch das verstärkte Magnetfeld geschlossen oder geöffnet.
-
Solange der Wasserspiegel im Akkumulator i zwischen den Verbindungsleitungen
9 und 8 wechselt, hebt ,und senkt sich der Wasserspiegel im Rohr 2 gleichmäßig mit
dem Wasserspiegel im Akkumulator. Sobald aber der Wasserspiegel im Akkumulator über
das Rohr 8 steigt, so erhöht sich der Druck im Luftraum des Akkumulators, was zur
Folge hat, daß die Luftmenge im Rohr 2 auf den gleichen Druck verdichtet wird. Der
Schwimmer 3 steigt .also infolgedessen weiter, aber mit geringerer Geschwindigkeit
als die Wassersäule im Akkumulator. Durch entsprechende Formgebung des Rohres 2
läßt sich bei den in Akkumulatoren der vorliegenden Art üblichen begrenzten Druckschwankungen
ein genügender Hub erreichen, um den Eisenkern 5 der nichtmagnetischen Stange 4
in den Bereich der obersten Magnetspulen 7 zu bringen und dadurch Stromkreise zu
beeinflussen, die die Pumpenleerlaufvorrichtung in Betrieb setzen. Beim Fall des
Wasserspiegels im Akkumulator i sinkt auch der Schwimmer 3 im Rohr 2, aber mit geringerer
Geschwindigkeit, bis der Wasserspiegel in i unter das Rohr 8 gefallen ist. Von diesem
Augenblick an bewegen sich beide Wasserspllegel wieder gleichmäßig. Diese Anordnung
hat den Vorzug, daß beim niedrigsten Wasserstand, wenn das Schnellschlußventil durch
die untere Magnetspule 7 beeinflußt werden muß, die Vorrichtung am empfindlichsten
ist und sehr schnell anspricht. Ein weiterer erheblicher Vorteil der Vorrichtung
nach der Erfindung besteht darin, daß sie für jeden beliebigen Akkumulatorinhalt
und jeden beliebigen Druck gleich ausgeführt werden kann, weil der Schwimmerhub
bei der bei Akkumulatoren dieser Art üblichen begrenzten Druckschwankung immer gleich
bleibt.
-
Dieses sei an einem rechnerischen Beispiel kurz erläutert: Angenommen,
der Durchmesser des sengen Teiles von 2 betrage i 5o mm: Bei Zoo mm Hub ist das
Wasservolumen
Das Luftvolumen des oberenerw eiterten Teiles von 2 sei V2. Die Druckschwankung
im Akkumulator betrage, wie meist üblich, i o o;'o, d. h. also mit anderen Worten,
daß V, = 1o # V1 sein muß, also - 1o - 3,534 = 35341 . Gesamtinhalt V = V1
-E- V, = 38,8741.
-
Bei einem Akkumulator mit p = Zoo atDruck beträgt der Höchstdruck
bei io% Druckschwankung p2=22oat. Beweis:
Druckschwankung. Es ist also vollkommen gleichgültig, wie hoch der Akkumulatordruck
oder der, Inhalt ist. Die Steuervorrichtung bleibt immer dieselbe.
-
Der gesamte Schwimmerhub würde also nur i 50 + 200 = 35o mm betragen,
während gleichzeitig beim Hauptakkumulator, der einen Inhalt vön 5oo 1 und einen
Durchmesser von 65o mm haben möge, der Hub der Wassersäule i 5oo mm beträgt.